大理石矿山开采需要注意的几个问题.pdf
矿山幵采大理石矿山开釆需要注意的几个问题何丽纯1何丽纯1 刘相波2刘相波2 王江3王江3 杨伏清4杨伏清4( 1 欧泊石材，北 京 100038; 2 福建金旺矿业，马来西亚沙巴州91100; 3 厦门顶拓特种设备制造有限公司，福 建 厦 门 361006; 4 福建霞浦众源机械有限公司，福 建 霞 浦 355100)近期，受业内朋友的邀请，笔者前往国内几个大理石矿山进行了考察和实地调研。其中有一个矿山的大理石花色为灰白底，带有灰色条纹， 存在颜色和纹理变化，另外还有孔洞和裂隙等天然缺陷，采用金刚石串珠锯全锯切开采方式在考察过程中，本人针对这个矿山开采工艺参数 、作业顺序、串珠绳锯操作技巧、安全生产等问题，提出一些改进意见，供大家参考。1开采丁艺参数的选择及作业顺序问题该矿山采用串珠锯全锯切、高台阶开采的方式，开采台阶高度为6.5，长条石块长度为12，厚度为1.7 ，采用气袋将长条石块从母岩上顶推分离方法。这种顶推分离方法可行，但是笔者在询问管理人员长条块石的参数是如何得出和设置的时候，他支支吾吾，说不出一个所以然，只说都是按照经验， 没有从理论上予以求证和分析。1.1长条石块的厚度要理论求证长条块石可翻倒的厚度与其高度、 长度、重量、顶推装置的数量和作用点及顶推力大小有关， 在上述参数确定后，可计算出可顶翻长条块石的最大厚度。这时不论裂隙状态如何，都不能再增加长条块石厚度了，否则长条块石就翻不倒了。下面提出翻倒长条块石的条件和计算公式，供业内参考：长条块石能否被翻倒与其长、厚 、高三个尺寸，顶推装置的作用力位置等参数有关，图1是顶翻长条块石的力学模型图，表1是 图 1中各个字母表示的意义及参数取值范围参考值，通过力矩平衡公式（1 ) 、(2 ) 、 （ 3 ) 可推算出所需的各个参数。顶推装置推长条块石力作用点顶推装置推力作用点表1表1 图1中相关字母的含义及参考取值图1中相关字母的含义及参考取值字母含义液压顶石机水袋顶推力（t)薄型气袋厚型气袋液压顶石机顶推力作用点到长条薄型气袋块石顶面距离（)水袋长条块石长度（)PC参考数值2x681502x 1902402x201262x280.1 0.150.33 0.80.25 0.5425字母含义长条块石高度()串珠锯全锯切开采大理石臂式锯开采大理石串珠锯凿岩开采花岗石全锯切开采花岗石串珠锯凿岩机开采花岗石长条块石厚度（)长条块石重力（t)石材体积密度（(An3)长条块石翻倒回转轴的两个端点参考数值4124962562569haWPL0 石材2 2年 3期15饮 雜 矿 _假设需要分离的长条块石为均质物体，其重力作用点W位于长条块石的质量中心；每个长条块石由两个顶推装置推动，顶推力作用点P分别对称地作用在长条块石上部的两侧；长条块石按照图1的0- 0 轴转动翻倒。按照力矩平衡原理，长条块石最小翻倒时必须符倒长条石块的目的。在开掘开拓堑沟时，开采台阶只有两个自由面，长条块石与矿体有四个面连接。锯切分离长条块石的两个垂直立面时，出现了靠近开采台阶边缘的尺寸小于内部尺寸的问题，见图2, 在翻倒长条块石时，就会出 现 “ 楔滞”将导致长条块石卡滞不能被翻倒。必合公式（ 1 ) 、 （ 2 ) 的条件，在长条块石长和高的尺寸确定后，可根据顶推装置作用点的尺寸，以及听推力计算出可以翻到长条块石的最小厚度a (3) 2=_Lxaxhxp(2)a 2x A /ZSV从上面公式可以看出，顶推力P作用点到长条块石顶面的距离C与选择的顶推装置有关，C值越小，顶推力矩越大，可推动长条块石的体积也越大。选择液压顶石机时，除了其顶推力大外，其。 值也最小，所以他产生的顶推效果也最好。如果需要翻到长条块石L的尺寸较小时，可以使用一个顶推装置，这是只需将顶推装置作用点P已到长条块石水平中间部位， 将公式（ 1 ) 、 （ 2 ) 稍加修改即可进行计算。1.2长条石块的厚度和长度要根据裂隙情况确定长条石块的厚度和长度确定了以后， 要根据这个参数进行切割，但是也要根据是否存在开放式的裂隙，来进行灵活运用。如果未切开的岩体在这两个方向存在开放式的裂隙，那么应该首先从裂隙的位置予以分离，其余部分再按照设定的参数切割。1.3分离开拓堑沟中长条块石时出现“楔滞”问题该矿山开采人员在细化开采方案， 设置长条石块的推倒方向时，没有注意到长条石块与母岩呈锐角，导致长条石块在切割完毕，再使用气袋推倒的过程中遇到母岩的阻碍，导致长条石块推倒失败，然后不得不从长度方向对该长条石块进行再次分割，以达到推16STONE2020n 3须重新进行垂直分离锯切，形成长条块石靠近开采台阶边缘的尺寸大于内部尺寸时，才能顺利翻到长条块石，见图2。图2 长条块石出现“楔滞”示意图出 现 “ 楔滞”问题后，在重新锯切垂直面时，会出现了两种不利的后果：由于该长条石块已经被推倒倾斜了一个角度，在对该石块进行再次切割的过程中，很有可能由于重心不稳，造成人员伤亡或者开采设备损坏。从理论上来说，长条石块的长度越长， 那么在进行分料切割操作时，能提高荒料的块度， 提高矿山的荒料率，而在这种情况下，人为将长条石块的长度再次改短，肯定将大大降低荒料率。笔者认为，矿 山开采，需要实现做好勘测和规划，对于可能出现“ 楔滞”的情况，见图3 , 要预先进行评估，可以采取先分离邻区母岩石块的方式进行避免。2 切割细节问题图3 长条石块推倒的“楔滞”现象2.1减少粉尘的措施在矿山考察过程中，笔者发现进行分解长条块石切割荒料时，出现了很大的粉尘，而操作工人就坐在一旁，见图4 , 任凭粉尘飞扬，出现这种情况意味着冷却水量过少，或未能及时将加水点位置移至靠近串珠绳切割石材的位置，这样很容易造成串珠绳温度过高，结果导致金刚石碳化失效，并且飞扬的粉尘很有可能被技工吸人肺部，导致尘肺病的发生。图4 现场出现“ 干切”现象，并且没有设置安全护栏笔者马上让操作工人停机检查， 结果发现，这是由以下两种原因造成的：放置在高位的水塔水量不够，而且多台切机同时作业，导致水压过低；水管放置的位置不对， 经过检查 ，笔者发现在其中一个长条石块上，水管的位置居然低于切缝的位置，见图5, 导致水流不能进人切缝，出现干切现象。笔者认为，矿山开采技工应该随时检查切割用水的水量和水压，出现水压不够，水量过小的情况，一，一矿山开采I I定要及时对储水罐进行补充，如果水管出现渗漏的现象，一定要进行修补，维持切割水量和水压；水管的位置一定要置于切割缝的高部位置，也可以通过放置两条水管的方式，确保有足够的冷却水进人切缝。图5 水管放置的位置过低2.2防止切割面变成曲面的措施同时笔者发现，在对母岩进行切割过程中，切面出现了很大的弯曲成为曲面，见图6, 笔者目测其弯曲的弓高达到了20, 试想长条石块的厚度为1.7,如果切割时两侧都出现这种情况，那么1.7的厚度，就最多只能出1.3的石材了，仅此一项，荒料率就下降了： （ 1.7-13)/1.7 100= 23_53%而且形状不规则的荒料，还会白白浪费大量的运输成本。图6 切割线弯曲出现这种情况，有以下的原因：操作工人进给设置过快的原因， 操作工人在切割过程中，一定要全神贯注，出现偏刀的情况一定要停机找原因，如果是进给过高，一定要降下来；串珠绳的锋利度不够，如果是金刚石和矿山大理石 材 2020 年3期17矿山幵采石材质不匹配，那么一定要在订购串珠绳锯之前，采样并交给串珠绳生产厂家，做好金刚石配方的调配。对于使用好，切割性能优良的金刚绳，不要轻易更换供应厂家。金刚石快消耗完的时候，一定要进行更珠绳锯切割区域没有放置垂直和水平挡板，反之矿山备好的垂直和水平挡板被随意堆放在地上，见图8。换，不能老牛拉破车，勉强使用。安装导向轮导引串珠绳的锯切轨迹虽然麻烦些，但是这是根本杜绝切割面成为曲面的最好方法。攀登楼梯放置不合理被推倒以后的长条石块要进行分料切割才能形成荒料，在分割过程中，切割技工要攀爬到石块顶端查看颜色、纹理和裂隙等缺陷的走向，进行划线操作。笔者发现，该矿山员工攀爬使用的梯子放置太正，角度过低，按照他们放置的楼梯攀爬，出现了重心不稳，梯子翻倒的迹象，后来帮他们调好角度，并且交代他们这个角度一定要大于，见图。图7 笔者协助正确放置的楼梯安全管理问题该矿山在管理人员办公室和工人生活区域，悬挂着 “ 防风险、除隐患、遏事故”的醒目条幅，矿山的各种管理规定和安全防范管控措施牌，都有悬挂和公告，可是还是出现了以下一些违反安全操作的现象。在串珠绳锯切割区域没有正确放置安全栏杆众所周知，切割大理石使用的串珠绳锯，在运转过程中，存在很大的张力，一旦发生断裂，很有可能造成人员伤亡，只要有1% 的可能性，其后果都是悲剧性的，而垂直和水平挡板能够有效拦截断裂的钢丝绳，避免事故的发生。可是该矿山的操作工人， 将这种事关生命安全的大事掉以轻心，如上图所示，串18 STONE2020 No3图8 安全护栏随意堆放在地面工人通过串珠绳锯切割区域不停机笔者在土耳其等国家的大理石矿山进行荒料采购和考察的过程中，如果要经过串珠绳锯切割的区域，值守技工都会马上将切机停下来，待人员通过以后，再重新开机。可是笔者这次考察的矿山， 却发现员工在切割区域往返穿梭，不仅不停机，也不设置安全栏杆！ 安全意识何等薄弱，麻痹大意达到何等程度啊！靠近台阶的边缘没有设立安全栏杆大理石矿山在开采过程中， 表皮剥离会有大量的泥土产生，而且矿山切割都是采用湿法切割， 那么湿润的泥土，很容易造成人员滑跌，如果人员不慎靠近台阶的边缘，在这样的高度，很容易造成人员重伤。可是笔者在这个矿山却没有发现相应的保护措施，也没有发现警示牌。操作技工在即将推到的长条石块区域作业，见图90经过切割分离的长条石块， 在从母岩上分离推倒的时候，要禁止任何人进入作业区和临近区域；在经过气袋推开但是尚未完全分离的时候，更要尤其注意，长条石块很可能由于其他设备的震动或者环境的扰动，造成石块突然断裂或者倒塌的现象，很可能造成人员伤亡。即使万不得已，需要到临近区域作业，也必须由其他技工负责暸望观察和提醒。矿山幵采的这些风险，后果不堪设想。图10工人佩戴草帽作业笔者认为，这个矿山开采当中出现的问题，也是其他大理石矿山比较容易疏忽的问题，在其他矿山也图9 开采台阶外侧没有保护措施，工人在即将推倒的一定或多或少存在，这些问题威胁着矿山工人的生命长条石块临近区域作业安全，也影响了大理石矿山的荒料率和荒料优质率，3.5工人不按规定佩戴安全头盔希望我们石材矿山引起重视，做好防范，规范生产、大理石矿山存在落石、飞石和人员滑跌的风险，安全生产。 （ 本文得到了廖原时先生的指导与帮助。而为了防范这些风险，矿山都会要求工人一定要佩戴在此表示诚摯的谢意！）安全头盔，可是个别工人贪图凉快， 没有按规定佩戴参考文献头盔，而是以比较遮阳和凉快的草帽代替，见图10,1、廖原时.金刚石串珠锯在饰面石材生产中的应用技术.北京：等于自己去掉了生命的一个保障，一旦发生以上提到冶金工业出版社，2009年 .自然资源部办公厅要求福建省自然资源厅副厅长何南飞等一行做好疫情防控期间地质灾害防范工作莅临福建富强石材调研指导2020年2月以来，全国多地遭遇强降雨、强降雪等极端天2月2 7日，福建省自然资源厅副厅长何南飞副厅长迫切气。据气象部门预测，2月底至3月上旬， 南方局部地区将出现想知道富强石材目前的复工情况，莅临富强石材矿山调研指持续降雨或多次降雨过程，北方地区随气温逐步升高，冰雪导。当得知富强石材已严格按照建宁县委、县政 府 “ 五个消融、冻土开化，部分地区地质灾害风险开始显现。为做好疫有”的要求做好了各项防护工作，并已有序做好了各项复工情防控期间地质灾害防范工作， 各地要结合实际情况，及早部工作后才放心。署，积极应对，尽最大努力保障人民群众生命财产安全。一是随后，何南飞副厅长一行深入富强石材矿山，分别考察了高度重视，及早部署。二是认真排査，积极应对。三是及时预矿山开采平台、矿山观景休闲区、 矿山植被恢复区（ 二十四孝警，果断避险。四是加强宣传，增强意识。五是积极稳妥推进园区）、矿山污水处理站、石材加工生产区等，富强石材董事治理工程。长彭宜斌向何南飞副厅长一行详细介绍了当前生产情况及富强各地要坚决贯彻落实习近平总书记关于分区分级精准复历年来建设绿色矿山的做法等。何南飞副厅长等针对富强石材工复产的重要指示精神，结合本地实际情况，按照复工复产绿色矿山建设方面的各项工作进行了深人的交流探讨。他再三有关规定， 稳妥推进地质灾害治理工程复工，努力保障原计叮嘱，富强石材绝对不能满足于现有的成绩，虽然已被国家自划于今年汛期前完成的重大治理工程加快实施，尽快发挥防然部纳人了“ 全国绿色矿山”名录，但是还得在各标准及规范灾减灾效益。（ 本刊）方面给予提升，千万不可麻痹大意、放松警惕！（ 本刊） 石 材 2 2 年 3期 . 19
